应用牵张成骨技术关闭牙槽突裂的实验研究

应用牵张成骨技术关闭牙槽突裂的实验研究 , ,,岳,,, 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道蠢，本，声嚼所呈交的论文是获个八在导舜指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文,,特别加以标注和致谢韵地方外，论文中不包含其他八已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人鳙他人已申请学位或其他用途按用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所徽的任甸贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本,承担一切相关责任。 论文作者签名:工宴酗日期:,丛墨三, 保护知识产权声明 本人完全了解第四军医大学有关保护知识产权的规定。即:研究生在自攻读学位期间论文工作的知识产权单位屠第四军医大学。本人保证毕业，校后，发表论文或使用论文工作成果时暑各单位仍然为革四军医大学。,较可以公布论文的全部或部分内容(含电子版，保密内容除外)，可以;用影印，缩印或共他复嗣手段保存论文。学校有权允许论文被查朔和自 论文作者签名:工宣,～?导,签名避日翔:～竺芏:兰兰闲，并在校园网上提供论文内容的浏览和下载服务。 第四军医大学硕士学位论文 缩略语表缩略语 英文全称 中文全称,, ,,,,,,;,,,, ,,,,,,,,,,,, 牵张(引)成骨,, ,,,,, ,,,,,,,, 牙槽突裂 ,,,,,—,,,,;,,, ,,,,,,;,,, 牙附着式牵张器,,, ,,,,,,;,, ,,,,,,,,, ,, ,, 单转运盘,,, ,,,,,;,, ,,,, ,,,,;, 临界缺损范围,, ,,,,,,,,,,,, ,,,,, 苏木精一伊红染色,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,,, ,,, 磷酸盐缓冲液,,,, ,,,,,,,,,,,,—,,,,,, 链酶亲和素一生 ,,,,,,, 物素复合物,,, ,,,,,,,,,,,,,,,, 二氨基联苯胺 (,( 第四军医大学殒士学位论文 应用牵张成骨技术关闭牙槽突裂?氖笛檠芯?研究生:丁字翔 导 师:刘彦普教授 第四军医大学口腔医院颌面外科，西安,,,,,, 中文摘要 牵张成骨(,,,,,,;,,,, ,,,,,,;,;,,,，,,)是将一定的外力作用于截骨后的新生骨痂，保留骨膜及软组织与血供，可以使骨组织再生，改变骨骼相对位置关系，达到矫治骨骼畸形或缺损的目的。本研究在建立牙槽突裂实验动物模型的基础上，利用自行研制的口内牙附着式牵张器对上颌牙槽突裂行,,整复治疗，观测牙槽突裂硬软组织修复效果和骨牵张间隙新骨生成的过程、机制以及对牙周组织的影响，探索一种更合理与形态功能俱佳的治疗新途径。 本研究用外科手法截除犬上颁牙槽骨及修剪软组织的方式造成,,,,,,,的牙槽突裂隙来模拟临床牙槽突裂，由于形成的骨缺损大于,;,，所形成的裂隙无法自行修复。实验证明动物模型效果稳定，是进行牙槽突裂修复研究的良好的实验模型。自行研制牙附着式牵张装置，由一个螺杆、带插槽的滑块和一个水平导杆组成，通过螺纹轴杆的旋转产生牵张力，焊接在牙带环上固定，调节水平导杆的颊舌向角度可三维控制牵张方向。 模型建立,周后，行上颌水平根尖下及垂直牙问截骨，制作 第四军医大学硕士学位论文牙骨复合体单转运盘，同时固定牵张器并安装单颁牙弓弓丝。经过,天间歇期后，以每次,(,舳、,次,,的速度沿设定的方向加力，直至两侧裂缘接近，牙槽突裂隙关闭。于原位固定的,、,,、,,、,,天分批处死动物，进行,线及组织学和胶原免疫组织化学研究。 上颌侧位,线片显示牙槽裂隙两侧骨缘靠拢，仅余下线形软组织阴影。牵张区可见新生骨小梁沿牵张方向排列，放射骨密度随固定期的延长接近正常骨组织。组织学和，、，，、?型胶原免疫组化染色 显示牵张完成,天时，牵张间隙中央为胶原纤维组织，细长、疏松的横向骨小粱从两断端伸入中央纤维组织，方向平行于牵张轴，骨小梁表面有成骨细胞。间隙中央区为棕色的?型胶原，近骨段也可见少量，型胶原。,,天，骨小梁进一步向中央延伸，中央区仍有少量胶原纤维组织，骨小梁增厚、交联、间隔较大，表面有大量成骨细胞。有大量的，型胶原生成，此时可见,,、?型胶原，但较少。,,天，骨小粱重新塑形，短且粗并交织成网状，成骨活跃，有较多的成骨与破骨细胞，其间可见钙化度较低的类骨基质。胶原染色主要为，型胶原，，，、?，型胶原已很少测出。,,天，骨质进一步改建成熟，钙化程度高，可见较成熟的哈佛氏管系统，新骨结构与正常结构类似。胶原染色均为，型胶原，?、,型胶原无阳性表现。?型胶原在整个成骨过程中无明显阳性表现，仅在牵张完成中期，可见较少，，型胶原，呈弱阳性表现。 牵张成骨过程中附着牙有,(,,的近中移位现象，牙髓受牵张力作用发生了轻度血管扩张、充血，但这种退行性变在适宜的牵张速率下是可逆的。附着牙牙周的改变与正畸牙受力后类似，有成骨,破骨改变，早期有炎症变化。随着牵张固定期的延长，牙周组织趋向正常。支抗牙牙髓和牙周在整个牵张过程中均未见明显改变。 第四军医大学磺士学位论文 本研究证实利用牵张成骨进行牙槽突裂的整复是完全可行的，新骨的生成是一种沿牵张方向的膜内成骨方式，新生骨在不同时期钙化和改建的程度不同，最终固化成熟而完成牙槽突骨质缺损的修复，恢复正常外型和功能。牙附着式口内牵张装置设计合理，应用效果良好，对牙周组织有轻度的损伤，但这种损伤是可自行修复的。〔关键词〕牵张成骨;牙槽突裂:动物模型:牙附着式牵张器;组织学:，、，，、?，型胶原:免疫组织化学;牙周组织 第四军医大学磺士学位论文 ,,,,,,;,,,, ,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,, ,, ;,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,, ,,—,,,,, ,，,, ,,,,, ,,,,(,,,,,, ,,,,,,,,,,,,, ,, ,,,, ,,, ,,,,,,,,,;,,, ,,,,,,,，,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,;,, ,,,,,,,，,,, ,,,,,, ,,,,,,,, ,,,,;,, ,,,,,,,,,,，,,?,,,，,,,,,，,,,,,, ,,,,,,;, 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先天性唇腭裂伴发的牙槽突裂是口腔颌面部常见的畸形之一，颌面部创伤也常引起牙槽突缺损。牙槽突裂修复是唇腭裂序列治疗的一个重要环节，它可以恢复上颌牙弓的完整性及增加上颌骨的稳定性，有利于上颌牙齿的正常萌出和上颌骨的垂直生长，矫正鼻底塌陷，关闭口鼻腔瘘，为正畸和正颌治疗打下基础。目前在牙槽突裂修复和重建治疗中，自体骨组织移植仍占据主要地位，但其需要开辟第二术区、并发症多如伤口感染及植入骨吸收等，还有局部软组织受骨床量不足及供骨囊有限等临床问题一寓解决不好【,,，因牙科正畸扩弓治疗需要更加大了裂隙修复难度。 牵张成骨术(,,,,,砸,, ,,,;,,,,,,,,，简称,,)是根据骨组织的生物学特点，通过机械装置将一定的外力作用 于截骨后的新生骨痂或颅面骨缝，保留骨膜及软组织与血供，可以使骨组织再生，增加组织量，改变骨骼相对位置关系，并延长相应的软组织，达到矫治骨骼畸形或缺损的外科技术。随着,,技术的日趋完善和在颅颌面畸形和缺损矫治领域的广泛应用，用,,技术来完成牙槽突裂的修复已引起越来越多学者的注意。 颅颁面牵张成骨技术概况 ,,首先由意大利学者,,,,,,,,,【,,于,,,,年报导，应用于下肢短缩畸形的延长。,,年代，前苏联矫形外科医生，,,,,,,,对此技术进行了改良和完善【,,,,，应用,,技术矫治千余例长骨畸形获得成功，被公认为“,,之父”。他提出将骨完全切断或仅切开骨皮质，保留骨膜和血供，牵张器固定于两骨断端。经过一定时间后，按一定速率和频率将骨段牵开，牵开间隙由新骨生成充 第四军医大学硬士学位论文填，精确地控制骨切断和骨段的移动，达到骨延长、扩宽和再定位的目的。,,,,,,,,建立了“牵张应力法则”:保护骨周软组织;周期性牵引;实施牵引前设置间歇期以形成骨痂;稳固的立体固定;牵引到位后固定一定时间待新骨成熟。他认为被逐渐牵引的生物组织产生了张应力并刺激组织以主动生长方式进行再生。生物组织对于适当张力缓慢牵引的反应是代谢活化，增殖和生物合成能力增强。当骨间隙缓慢增加时，被牵引骨周围的骨膜、筋膜、肌肉、血管、神经、皮肤对应力产生顺应性反应，相关软组织得到延长。,,,,年,,,,,,〔,,第一次报道应用,,技术延长狗下颌骨的实验研究。,,,,年，,;,,,,,,首次报导了利用,,术延长下颌骨的成功病例〔,, ,其后,,技术在颅颌面部的实验及临床应用研究得了迅速发展，牵张成骨已基本上成为公认的矫治牙颌及颅面畸形的一个新的很有发展前景的领域。 一、,,的实验研究 ,(生物学基础 骨组织特别是牙槽骨具有很强的可塑性，即骨组织受压会吸收，受牵拉则增生。缓慢的牵拉产生的应力会使骨再生和活跃生长。在一定条件下，骨内大多数细胞群可以分化为具有修复功能的成骨细胞或成软骨细胞。,,,,,,,,，,,认为,,过程是间充质细胞转化为成骨细胞的直接结果。在,,过程中，骨的再生能力主要源于骨膜，新骨形成依靠膜内成骨和软骨内成骨两方面。与骨折不同，骨折愈合为排列紊乱的骨痂，,,生成的骨依牵张方向排列，首先形成沿牵张方向轴向排列的胶原纤维网架，然后从两端向中央逐渐钙化，形成骨小梁，成骨呈向心性，骨痂中心区同时有膜内成骨和软骨成骨两种方式，牵张结束后骨痂逐渐改建成熟。新骨形成的质和量取决于固定的牢固程度、骨髓和骨周软组织损伤的程度、牵张的速率和频率,,,,,〕。 ,(,,的血供和软组织变化 第四军医大学曩士学位论文 以往学者们十分强调骨皮质切开以保护骨髓供血的重要性，但现在多数学者认为成骨潜力在于骨膜，因此要保存骨膜，骨髓内供血绝非必要。截骨术保留了骨膜，经过间歇期有早期骨痂形成，牵张成骨也能取得满意结果【,,】。颅颌面牵张成骨除下颌骨外多数情况下骨皮质切开很困难，一般采用截骨术，尽量保留骨膜的完整性可保证血供。 骨牵张延长时，软组织不是简单的被牵拉，肌肉、神经、血管和粘膜皮肤也都再生延长。,, ,,,,【,习研究发现下颌骨牵张过程中与牵引方向平行的二腹肌表现为增生和肥大，而与牵张方向垂直的咬肌则出现持续萎缩，但这些变化是暂时的，在固化期可逐渐恢复。这说明被牵拉的骨骼肌以再生和肥大的方式发生适应性变化，降低复发率。,,,,,,,,,,〔,,〕在下颌骨牵张延长后发现新骨区有许多沿牵张方向排列的血管通道，并形成广泛血管网，骨髓间动脉可再生，下牙槽动脉延长并通过骨段。 ,(牵 张成骨动物模型 关于牵拉成骨动物模型，主要有,种:,)狗模型…,，,,,,,，,)羊模型〔,,，,,,，,)兔模型〔,，,,，,,】，此外还有家猫,,,】和猪„,,,等。 ,(牵张器 ,,在颁面部的应用以矫正下颁骨的畸形为主，相关的装置研究也最成熟，国内已有成品的下颌骨牵张器。上颌骨的牵张器种类较少，仅适用于配合各类,,,,,,截骨前移上颌骨。至于其它部位的牵张器。多为自行设计制作的，由螺旋扩弓器或加力螺杆改装而成，还有镍钛合金丝等〔,,(,,】。 牵张器分口外型和口内型。口外型牵张器采用多个(一般,个)固定钉垂直放置于皮质骨切开线两侧。第,组钉子放于两侧距皮质骨切开部位,,,,,,处，第,组钉子距第,组钉子,,,。,个钉子(一侧各,个钉子)必须平行且经皮钻进。一旦,个钉子全部旋入，即行皮质骨切开。口外型存在钉道感染、面部疤痕、 第四军医大学碛士学位论文神经损伤以及美观等问题，目前已较少使用。 口内型牵张嚣是目前应用最多的，多见的是带有,个多孔钛板的半植入型牵开器，放置于切开线两侧，加力臂位于口内，双皮质骨螺钉用来固定牵开器,,,】:还有骨种植体型牵张器，可用于牙槽嵴增高术,,,，,,,;以及牙支抗式牵开器„”,、牙一骨支抗式牵开器,,,,等。 牙附着式牵张器固定在牙上，以连续的牙列作支抗，以牙骨复合体作为转移盘，实现骨缺损的修复。其优点是安装损伤小，避免了植入手术易引起的感染，拆除方便,,, ,。 目前大多数牵张器是手动间歇加力的，牵张速率、频率以及方向可准确控制，也有少数自动持续加力的牵张器，主要由微型马达驱动行持续牵引，有实验将羊下颌骨以,(,,,,,,。,(,,,,的速度牵引，成功地延长,,(,,, ,,,】:还有使用弹簧或镍钛记忆台金丝等。 ,(牵张成骨的方式和牵张参数 牵张方法主要有两种，一种是截骨或皮质骨切开牵张，一种是骨缝牵张。前种方法首先由,,,,,,,,应用于长骨，后来经,;,,,,,,等引进颅颌面整复，是目前最广泛应用的方法;后种方法，,,,,,,,曾成功的通过牵张骨垢延长下肢得到验证，纽约大学【,副也证实牵张幼犬骨缝可延长面中部，柳春明等【,,,”,应用骨缝牵张进行了关闭硬腭后部裂和延长硬腭的实验。 牵张参数包括间歇期、牵张速率与频率、固化期。在骨切开到开始牵引之前。保持骨断端稳定的一个短暂愈合时期即间歇期，对于牵张成骨有重要作用。，,,,,,,,认为手术后,天内，实际上是一个骨折愈合的过程，成骨细胞参与修复，骨断端间有血供丰富的肉芽组织生长，在间歇期血循环可恢复,,,〕。有学者提出,天的间歇期,,甜，也有学者认为,,天，还有学者认为切骨,,—,,天开始牵张较好【,,，,,,，总之，多数学者主张术后即刻开始牵张会导 第四军医大学硬士学位论文致骨痂形成延迟，会抑制损伤血管的修复。 李继华等,,,,分别以,(,,,,,、,(,,,,、,(,,,,,三种速率延长下颌骨，结果表明,;, ,(,衄,,速率产生的张力值对新骨较为适宜。高益鸣等,,,)牵张矫治小下颌畸形过程中发现当牵张速率为,,,,,，一次完成时患者常觉骨切开处疼痛，分两次完成时，疼痛消失。目前，颅颌面骨牵张的速率和频率仍基本遵循，,,,,,,,牵张应力法则:骨段牵开每,小时,(,,,，每天,(,,,，血管在牵张过程中保持连续。每天牵引,(,,是新骨形成的最佳状态，每 日调节的次数越多。所形成的骨质及软组织越接近正常组织形态,,〕。 骨段牵张结束后，牵张器作为固定装置，要使骨段在自然位置上保持良好的固定一段时间，，,,,,,,,建议这段时间不应少于牵张时间的,倍， 在此期间内新骨改建，骨密度、强度不断增强，称为固化期，一般为,,,周。,,,,等,,,】在颅骨缝牵张动物实验证实(牵张完成后不予固定，一周后复发率为,,(,,，两周后复发率为,,(,,土,(,,，第三周无显著变化，因而认为固化期至少要三周以上。 ,(成骨组织学变化 牵张成骨不仅是一种骨愈合过程，而且还是一个骨再生过程。研究证实，牵张成骨主要是以膜内成骨方式形成新骨，组织学表现为纤维组织的定向捧列，胶原形成，膜内骨化形成新骨，牵张区矿化，骨联合及延长的骨段改建等过程。,,,,等,,,】把牵张成骨区划分为,个区，纤维组织区:包括沿牵张轴平行排列的胶原纤维和基质中的未分化问充质细胞;骨形成延伸区:特征是成纤维细胞和未分化问充质细胞与破骨细胞共存，都排列在早期形成的骨小粱表面;骨改建区:包括骨的吸收和钙沉积。破骨细胞数量增多;骨成熟区:早期的致密皮质骨与非牵引区的成熟骨组织相邻接，这个区域内的骨小梁比改建区的更粗，且更少沿牵张 第四军医大学硕士学位论文轴排列。 ,(影响因索 ，,,,,,,,等通过临床观察，指出,,过程中影响新骨质和量的因素有:骨固定的稳定性、骨髓损伤程度、牵张速率、牵张的次数。目前，对不同部位骨的理想牵张速度还不清楚，但根据，,,,,,,,的实验，牵张速度低于,(,岫,天时，所形成新骨过早成熟，而快于,(,，,,天时导致骨不连。在家兔下颀骨,,牵引速率实验,,,,显示不同速率骨形成状况不同，实验中骨牵引速率设为慢速率组,(,,,天，,次,天，快速率组,(,,,天，,次,天，牵开,,,，固定期为,,天，骨密度和生物机械性能实验检测结果快、慢两组之间没有差别，但组织学研究表明慢速率组新生骨区有编织骨、成熟的板状骨及松散的纤维管道基质组成，而快速率组动物有一半新生骨区发生骨不连(,,,,,,,,)。，,,,,,,,推荐的最佳牵张速度为,岫,天。牵张过程中骨段和牵张器固定的稳定性对于成骨的数量和质量非常重要。牵张区骨段的移动可干扰局部血管的荐生，降低氧气张力，使牵张间隙组织内形成软骨，并通过软骨内成骨的方式最终形成新骨，从而使整个治疗期延长。若骨断端间固定不牢，所产生的剪切力、扭力和侧向力可破坏局部血运，干扰成骨细胞的分化、增殖，减少牵张区新骨的形成，在牵张区形成纤维性愈合。甚至形成假关节。 二、,,的临床应用 ,(下颌骨小颌畸形、睡眠呼吸暂停综合征 ,,,,,等口,,以下颌骨牵引成骨术治疗长期戴气管套管的,,,,;,,, ,,,,,,,综合征患儿。术后临床、,线及睡眠监测显示，患儿呼吸道梗阻症状解除，从而拔除套管。,,,“鲫,,,,,对,例幼儿(,(,—,(,岁)采用下颌骨双侧牵张经平均,(,月后。左侧及右侧各均延长,,。,和,,(,,，面下部增加,,(,，,，舌骨平均前进,,(,,,，从而扩大咽腔，呼吸道阻塞症状解除。如果需要在水平 第四军医大学硕士学位论文及垂直两个方向上行骨延长，这需要或作,个骨切开或单个骨切开结合双向牵引器。国内唐友盛等,卸应用牵张成骨技术治疗,例小下颌畸形伴阻塞性睡眠呼吸暂停综合征，使用口内牵张器，术中先行下颌角部皮质骨切开术，再断下颌骨以保护下.